МОБИЛИЗАЦИЯ И СОХРАНЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ
С начала 2000-х годов экологическая обстановка южных регионов России существенно ухудшилась из-за усиления антропогенного воздействия. В частности, в Республике Крым, особенно в степной зоне, возникла с 2016 года практически экологическая катастрофа, связанная с обезвоживанием, вызванным перекрытием Северо-Крымского канала Украиной. На Крымской опытно-селекционной станции намечен и регулярно исполняется долгосрочный план проведения экспедиций по мобилизации генетических ресурсов косточковых плодовых и ягодных культур в коллекции ВИР. Цель проводимой работы – сбор в естественных ареалах и дальней шее сохранение растительного биоразнообразия плодовых и ягодных культур в коллекционных насаждениях на базе Крымской ОСС, его комплексное изучение для выделения доноров и источников хозяйственно ценных признаков. Экспедиции проведены в 2016–2018 гг. в южные регионы степной зоны и северные степные рай оны Краснодарского края, Волгоградской области, а также юго-восточные районы Ростовской обл. и в Республику Крым. В ходе экспедиционных обследований установлено, что повсеместно дикорастущие косточковые растения встречаются значительно реже, чем это отмечалось ранее (1970–1991 гг.), когда в этих зонах проводились аналогичные экспедиции. Всего в результате работы собрано 222 образца типичных представителей изучаемых видов плодовых и ягодных культур в ареалах их естественного обитания. Все они закреплены в питомнике Крымской ОСС и при их хорошей приживаемости пополнили коллекцию плодовых и ягодных культур ВИР. В связи с наблюдаемой тенденцией к сокращению ареалов ряда косточковых дикорастущих видов из-за глобального изменения климатических условий и усиливающегося в последнее время антропогенного воздействия необходимо продолжить экспедиции по сбору генотипов, особенно таких видов как вишня степная и миндаль низкий. В ближайшей перспективе намечено обследовать горные и прикаспийские районы республики Дагестан.
Груша зангезурская (Pyrus zangezura Maleev; Rosaceae) – редкий вид, представитель флоры Армении (описана в 1936 г.). В Ботаническом саду Петра Великого Ботанического института им. В. Л. Комарова РАН в Санкт-Петербурге выращивается с 1949 г. К настоящему времени достигла 8,0 м высоты. Долгое время растение было в вегетативном состоянии. В 2016 г. растение вступило в репродуктивное состояние, было отмечено первое цветение. Весной 2019 г. впервые получено семенное потомство из семян собственной репродукции. У растений P. zangezura в динамике были определены размеры плодообразования. Изученные растения P. zangezura в условиях Санкт-Петербурга характеризуются высоким потенциалом плодообразования – на 1 метре побега формируются в среднем 109 цветков. Но не все семязачатки в раскрывшихся цветках оплодотворяются и формируют плоды и семена. Значительная часть раскрывшихся цветков через несколько дней после начала цветения подсыхают и опадают. В среднем на 1 метре побега у P. zangezura завязываются 7 плодов. Причины низкой завязываемости цветков могут быть: нарушение процессов опыления и недостаточная фертильность пыльцы, недоразвитие морфологических структур цветков, недостаток насекомых-опылителей в связи с неблагоприятными погодными условиями. Рентгеноскопический анализ семян урожаев 2016, 2017 и 2018 годов показал, что выполненных и полнозерных семян (IV и V классов) с каждым годом в плодах становится больше. Груша зангезурская как декоративное растение может украсить коллекции ботанических садов. Она заметно отличается от груши обыкновенной (Pyrus communis L.) даже в вегетативном состоянии своими удлиненными ланцетными глянцевыми листьями. По нашей оценке, перспективна для городского озеленения Санкт-Петербурга, так как декоративна в период цветения и плодоношения. По зимостойкости не уступает груше обыкновенной, показывает себя устойчивой к болезням и вредителям, может иметь значение в селекции при выведении устойчивых сортов груш для Северо-Запада России.
ИЗУЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ РАСТЕНИЙ
Актуальность. Современное производство предъявляет повышенные требования к используемому сортименту, поэтому создание новых сортов и гибридов, максимально приспособленных к определенным почвенно-климатическим условиям, является актуальной задачей селекции.
Материалы и методы. Материалом для исследований послужили образцы свеклы столовой, поступившие в коллекцию ВИР из 17 стран. Изучение образцов проводили в 2005–2015 гг. в НПБ «Пушкинские и Павловские лаборатории ВИР», в Центре генофонда и биоресурсов растений ВСТИСП и на Майкопской опытной станции – филиале ВИР согласно методическим указаниям ВИР.
Результаты. Установлена связь между скороспелостью, устойчивостью к цветушности, холодостойкостью и устойчивостью к корнееду. Наибольшее число изученных образцов имели средние показатели устойчивости к корнееду. Выделившиеся по устойчивости к корнееду сорта ‘Asmer Detroit 72’ (к-3113, Великобритания), ‘Браво’к-3047, Россия) и ‘Подзимняя А-474’ (к-1678, Россия) характеризовались также холодостойкостью и стабильной урожайностью. Установлены различия по устойчивости образцов к цветушности в зависимости от их происхождения. Наиболее устойчивыми к цветушности были сорта из Швеции и Финляндии, а также из Северо-Западного региона России. Скороспелые образцы ‘Perfected Detroit Dark Red’ (к-1815, Канада), ‘Bikor’ (к-2873, Нидерланды), ‘Северный шар’ (к-1586, Россия) и ‘Полярная плоская’к-1585, Россия) характеризовались высокими темпами нарастания вегетативной массы и были устойчивыми к цветушности. Отмечено, что образцы со 100% раздельноплодностью уступают сростноплодным сортам по скороспелости, устойчивости к цветушности и урожай ности, но имеют близкие показатели по химическому составу и качеству корнеплодов. Выделены образцы широкого ареала, сохраняющие в разных условиях урожайность корнеплодов на уровне 115–120% к стандарту.
Выводы. В результате исследований выделены образцы свеклы столовой , характеризующиеся комплексом биологических и хозяйственно ценных признаков. Установлена связь между скороспелостью, устойчивостью к цветушности и холодостойкостью. Для использования в селекции рекомендованы генетические источники раздельноплодности, холодостойкости, нецветушности, устойчивости к корнееду, высокого качества продукции.
Актуальность. В получении устойчивых и высоких урожаев риса ведущая роль принадлежит использованию лучших, адаптированных к возделыванию в основных рисоводческих регионах сортов. Большое значение при выведении новых сортов уделяется вопросу сочетания высокой урожайности и технологических показателей качества зерна и крупы. Практическое решение такой важной задачи во многом зависит от успехов селекционной работы.
Материалы и методы. Дана оценка восьми сортов риса в условиях конкурсного испытания в течение 2016–2018 гг. Экспериментальные делянки закладывали на рисовой оросительной системе Всероссийского научно-исследовательского института риса в пос. Белозерный Краснодарского края. В течение вегетации растения оценивали визуально по густоте стеблестоя, устойчивости к полеганию, пораженности болезнями и вредителями, однородности и равномерности посевов. После полевой браковки с делянок, намеченных к уборке, для биометрического анализа брали модельные снопы по 10–15 растений . Технологические характеристики зерна и крупы определяли по ГОСТ 10843-76 и ГОСТ 10987-76. Полученные результаты математически обработаны и достоверны.
Результаты. Отобрано четыре перспективных сорта ‘ВНИИР 10244’, ‘ВНИИР 10275’, ‘ВНИИР 10279’ и ВНИИР 10282’, существенно превысивших стандарт (st) ‘Флагман’ по комплексу хозяйственно ценных признаков. Они сформировали урожайность 9,0 т/га; имеют массу 1000 зерен 29,3; 28,1; 30,4 и 26,3 г; пленчатость 17,7; 19,7; 19,5 и 21,4%; при содержании целого ядра в крупе 88,5; 93,5; 89,4 и 97,8% соответственно. Достоверно высокая урожайность этих сортов обусловлена оптимальным количеством фертильных колосков (150–160 шт.), плотностью метелки (9,8–12,6 шт./см) и значительной массой зерна с главной метелки (3,7– 4,4 г) при средней пустозерности 14,2–20,3%. Тесная положительная корреляция признаков урожайности и содержания целого ядра в крупе отмечена у сортов ‘ВНИИР 10282’, ‘ВНИИР 10279’, ‘ВНИИР 10276’ и ВНИИР 10275’ (r = 0,92–0,98). Выявлена обратная связь урожайности с трещиноватостью у большинства генотипов, что свидетельствует о потенциальной возможности увеличения их урожайности без риска снижения выхода крупы и содержания целого ядра.
Заключение. По итогам оценки нами выделены четыре перспективных сорта риса – ‘ВНИИР 10244’ и ВНИИР 10279’ (крупнозерные), ‘ВНИИР 10275’ и ВНИИР 10282’ (среднезерные), существенно превысившие ‘Флагман’ (st) по комплексу хозяйственно ценных признаков: продуктивности и ее структурных элементов, а также технологическим признакам качества зерна и крупы. Лучшие из отобранных генотипов по оптимальному соотношению изученных признаков будут переданы на ГСИ в 2019– 2020 гг.
КОЛЛЕКЦИИ МИРОВЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ ДЛЯ РАЗВИТИЯ ПРИОРИТЕТНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ СЕЛЕКЦИИ
Актуальность. Изучение новых сортов картофеля в экстремальных условиях Севера, а также выявление и создание исходного материала являются актуальными задачами для селекции картофеля.
Методы и материал. Исследования проведены на Полярной опытной станции – филиале ВИР в 2016–2018 гг. Изучено 40 образцов картофеля из девяти стран мира, полученных из коллекции ВИР. Работа была выполнена в соответствии с методическими указаниями, принятыми в ВИР. Полученные данные сравнивали с сортом-стандартом (st) ‘Хибинский ранний ’ (к-6928).
Результаты. По результатам многолетних исследований по раннему накоплению урожая выделен сорт ‘Муромец’ (к-25268) (128% к st). По раннеспелости в сочетании с продуктивностью выделены сорта ‘Местный из Украины’ (к-25286; 115% к st), ‘Madeleine’ (к-25322; 140% к st). Сорт ‘Экспресс’ (к-25262) выделен как раннеспелый (113% к st), продуктивный (128% к st) с высокой товарностью (92%). По продуктивности (106– 134% к st) за годы изучения выделились четыре образца: ‘Актюбинский -2’ (к-25300), ‘Ушконыр’ (к-25309), ‘Беркут’ (к-25250), ‘Gala’ (к-25270). Сорт ‘Colleen’ (к-25224) выделен как продуктивный (131% к st) с высокой товарностью клубней (93%). Средняя масса товарного клубня у сорта ‘Colleen’ составила 113,0 г. Сорт ‘Памяти Канаева’ (к-25305) имел самую высокую продуктивность – 1154,0 г с куста (155% к st). Самым высоким содержанием крахмала характеризовались образцы: ‘Ай тмурат’ (к-25248) и ‘Местный № 2’ из Индии (к-25279) – 14,4%. 12 сортов из 40 являются наиболее адаптивными к местным условиям выращивания: ‘Экспресс’, ‘Муромец’, ‘Памяти Канаева’, ‘Волынская местная’ (к-25274), ‘Довгенька’ (к-25275), ‘Сорокоденка’ (к-25293) и два сорта из Украины (к-25286 и к-25282), ‘Gala’, ‘Регги’ (к-25313), ‘Измир’, форма 2 (к-25272), ‘Daphne’ (к-25296).
Заключение. Проведенное исследование позволило проанализировать адаптивные свойства сортов картофеля и дать характеристику изученному материалу по основным биологическим и хозяйственно важным признакам.
Актуальность. В статье приведена информация о результатах скрининга сортов картофеля на устойчивость к Phytophthora infestans (Mont.) de Bary, сочетающих устойчивость с другими хозяйственно ценными признаками: продуктивностью, повышенным содержанием крахмала, устойчивостью к вирусным болезням и картофельной нематоде (Globodera rostochiensis Woll.).
Материалы и методы. Материалом для изучения послужила мировая коллекция ВИР отечественных и зарубежных сортов картофеля. Изучение выполнено по методикам, разработанным в отделе генетических ресурсов картофеля ВИР.
Результаты и выводы. Выделены устойчивые к P. infestans селекционные сорта картофеля: из Польши – ‘Ania’ (к-24063), ‘Baszta’ (к-24067), ‘Bobr’ (к-21103), ‘Dunajec’ (к-24074), ‘Klepa’ (к-24080), ‘Koga’ (к-24174), ‘Meduza’ (к-24082), ’Mors’ (к-24083); из Германии: ‘Caprice’ (к-25193), ‘Certo’ (к-19440), ‘Valetta’ (к-21769); из России – ‘Аврора’ (к-12188), ‘Бастион’ (к-25198), ‘Брянский надежный’ (к-12160), ‘Вдохновение’ (к-12192), ‘Вектор’ (к-25200), ‘Великан’ (к-25201), ‘Звездочка’ (к-25209), ‘Калинка’ (к-25148), ‘Лукьяновский ’ (к-11750), ‘Мусинский ’ (к-25312), ‘Накра’ (к-11916), ‘Никулинский ’ (к-12171), ‘Призер’ (к-25217), ‘Рапсодия’ (к-25258), ‘Россиянка’ (к-12057), ‘Ручеек’ (к-12213), ‘Удача’ (к-11900); из Беларуси – ‘Акцент’ (к-12237), ‘Ветразь’ (к-11989), ‘Выток’ (к-11897), ‘Журавинка’ (к-12106), ‘Купалинка’ (к-12155), ‘Синтез’ (к-11666), ‘Сузорье’ (к-11992); из Украины – ‘Вихола’ (к-11270), ‘Зарево’ (к-10773), ‘Свитанок киевский ’ (к-11665), ‘Ольвiя’ (к-25094), ‘Ракурс’ (к-25098); из Казахстана – ‘Айтмурат’ (к-25248), ‘Беркут’ (к-25250), ‘Жолбарыс’ (к-25155), ‘Нур-Алем’ (к-25253), ‘Сеним’ (к-25306), ‘Сеянец Лаптева’ (к-25161), ‘Сункар’ (к-25258), ‘Тамыз’ (к-25307), ‘Удовицкий ’ (к-25260) и др. Высокий процент сеянцев, устойчивых к фитофторозу в потомстве от самоопыления, был у сортов: ‘Аврора’ (к-12188), ‘Астра’ (к-10697), ‘Вихола’ (к-11270), ‘Журавинка’ (к-12106), ‘Наяда’ (к-12157), ‘Росинка’ (к-11993), ‘Скарб’ (к-11904), ‘Bobr‘ (к-21103), ‘Clarissa’ (к-21770). Выделены сорта, сочетающие устойчивость к фитофторозу с устойчивостью к картофельной нематоде (G. rostochiensis) и вирусным болезням, высокой продуктивностью, повышенным содержанием крахмала: ‘Журавинка’, ‘Ania’, ‘Baszta’, ‘Bobr’, ‘Certo’, ‘Mors’.
Актуальность. Устойчивость озимой мягкой пшеницы к неблагоприятным факторам зимовки – одна из важнейших ее адаптивных характеристик. Для получения высоких урожаев современные сорта должны обладать разнообразными защитными реакциями. Для их объединения в одном генотипе требуется соответствующий исходный материал. В России в качестве исходного материала традиционно используют образцы коллекции ВИР. Целями настоящего исследования были (1) оценить по зимостойкости в условиях полевого опыта образцы коллекции ВИР; (2) на основе полученных данных и с учетом географического происхождения образцов сформировать целевую субколлекцию и провести ее эколого-географическое изучение.
Материалы и методы. Исходная выборка содержала 431 образец озимой мягкой пшеницы из различных регионов РФ и бывшего СССР, а также 484 образца из 18 зарубежных стран. Полевую оценку зимостойкости проводили в условиях Северо-Западного (г. Пушкин N59°41′ E30°20′, 2006/2007, 2007/2008, 2013/2014 гг.) и Центрально-Черноземного (пос. Екатеринино N52°59′ E40°50′ Тамбовской области, 2007/2008, 2008/2009 г.) регионов РФ. Степень зимостойкости коллекционных образцов определяли согласно методике, разработанной в ВИР.
Результаты и выводы. В Пушкине в 2006/2007 г. высокую и очень высокую степень зимостойкости проявили 114 образцов из РФ и бывшего СССР, а также 12 образцов зарубежных стран. На основе полученных данных и с учетом разнообразия географического происхождения материала была сформирована целевая субколлекция, образцы которой прошли двухлетнее эколого-географическое изучение. С использованием рангового критерия Фридмана показано, что варьирование зимостойкости 158 образцов целевой субколлекции обусловлено влиянием условий выращивания (χ2э = 256,7; df = 4; χ2W=0.05 = 9,5) и генотипическими различиями между образцами (χ2э = 239,3; df = 157; χ2W=0.05 = 187,2), причем влияние первых сильнее, чем вторых. С использованием кластерного анализа (алгоритм k-средних) выявлена структура целевой субколлекции образцов. Обнаружено 12 образцов, хорошо зимовавших в обоих географических пунктах в течение всех лет их испытания.
Актуальность. Среди ягодных растений черная смородина занимает одно из лидирующих положений по содержанию питательных и биологически активных веществ, необходимых для сбалансированного питания человека. Современные стандарты, предъявляемые к сортам этой культуры, включают обязательные требования и к качеству плодов, в том числе к их биохимическому составу. Повышенное содержание питательных и биологически активных веществ в ягодах является одним из приоритетных направлений в селекции культуры. Биохимический состав плодов, будучи генетически обусловленным признаком, может изменяться в условиях различных почвенно-климатических зон. В связи с этим изучение уровня накопления биологически активных веществ в плодах в конкретном регионе возделывания сорта является актуальным.
Материалы и методы. Содержание биологически активных веществ в ягодах черной смородины изучали в 2010– 2012 гг. в лаборатории биохимии и молекулярной биологии Всероссийского НИИ генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР). Уровень накопления Р-активных веществ (флавонолов, фенолкарбоновых кислот, флаванов, антоцианов) определяли согласно методикам, принятым в ВИР.
Результаты и выводы. Проведенное изучение биологически активных веществ ягод черной смородины показало, что возделываемые в Ленинградской области сорта содержат от 518,1 до 813,6 мг/100 г биофлавоноидов, в том числе: 20,6 мг/100 г флавонолов, 75,4 мг/100 г фенолкарбоновых кислот, 233,8 мг/100 г катехинов и 335,1 мг/100 г антоцианов. В результате изучения выделены сорта – источники высокого (˃ 700 мг/100 г) общего содержания биофлавоноидов: ‘Воспоминание’ (к-40471), ‘Орловия’ (к-35789), ‘Надия’ (к-42478); повышенного содержания фенолкарбоновых кислот: ‘Орловия’ (к-35789), ‘Сенсей ’ (к-42646); катехинов: ‘Воспоминание’ (к-40471), ‘Орловия’ (к-35789), ‘Надия’ (к-42478), ‘Очарование’ (к-41980). Все изученные сорта характеризуются высоким уровнем накопления антоцианов (˃ 200 мг/100 г) и могут быть использованы в селекции на указанный признак. Самая высокая изменчивость показателей из числа фенольных соединений наблюдалась у оксикоричных кислот. Установлено наличие отрицательных взаимосвязей между массой ягоды и содержанием отдельных биологически активных соединений.
Экспедиционная деятельность сотрудников ВИР и его опытных станций в значительной степени обогатила генофонд косточковых плодовых растений ценнейшим растительным материалом для использования в селекционной работе. Дикорастущие вишни Кавказа, Центральной Азии и Дальнего Востока, интродуцированные в 70– 80-х годах прошлого столетия, обладающие такими ценными признаками, как иммунитет к грибным заболеваниям (Coccomyces hiemalis Higg.), зимостойкость, засухоустойчивость, сдержанный рост, способность к вегетативному размножению, были в дальнейшем использованы селекционерами опытных учреждений России в выведении новых сортов и клоновых подвоев для выращивания вишни в различных эколого-географических зонах страны. Изучение собранных в естественных условиях образцов вишни помогло в ряде случаев уточнить полиморфизм, таксономические разночтения, число разновидностей видов вишни (Cerasus sp.), микровишни простертой (Microcerasus prostrata (Labill.) Roem.), микровишни седой (M. incana (Pall.) Roem.) и других. В целом такая работа способствовала ревизии рода Cerasus Mill., сокращению его видового состава, устранению обширной синонимики и неправильно обнародованных таксонов. Работа по выведению новых сортов и подвоев для косточковых плодовых культур с использованием дикорастущих видов, несущих ценные признаки, осуществляется в России на 4–5 опытно-селекционных учреждениях, где получены новые сорта, источники и доноры иммунитета к вредоносным заболеваниям. Будущее эффективной селекции устойчивых сортов вишни невозможно без привлечения дикорастущих видов, обладающих ценными селекционными признаками.
ГЕНЕТИКА КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ
Актуальность. Одной из наиболее вредоносных болезней томата является кладоспориоз, вызываемый грибом Cladosporium fulvum Cooke. Надежным и экологически безопасным способом защиты томата от болезней является создание устойчивых сортов и гибридов. В основе данного метода лежит изучение генетических аспектов устойчивости растений к патогенам. Маркерный отбор исходных форм томата – сравнительно новый подход в селекции, основанный на прямом отборе растений по генам, определяющим хозяйственно ценные признаки. Он позволяет проводить анализ селекционного материала в короткие сроки.
Материалы и методы. В представленной работе изложены результаты скрининга более 30 образцов генетической коллекции сортов и гибридов томата Мичуринского ГАУ с использованием молекулярного маркера Р7.
Результаты и обсуждение. Оценен полиморфизм гена устойчивости к кладоспориозу Cf-19. Получены четкие, воспроизводимые результаты. Для тестирования маркера были использованы семь гибридных форм томата закрытого грунта. Подтверждение надежности выявления гена Cf-19 с помощью маркера P7 проводили путем искусственного заражения грибом C. fulvum. При этом шесть гибридов из семи показали высокий уровень устойчивости к патогену, что подтверждается данными оригинаторов. Сильное поражение отмечено на листьях только одного гибрида. На основании молекулярно-генетического анализа установлено, что из всех контрольных образцов, только данный генотип является рецессивной гомозиготой . Кроме того, по данным оригинатора, он не обладает устойчивостью к кладоспориозу. Проведенный эксперимент доказывает высокую эффективность маркера Р7. С его использованием было проанализировано 35 генотипов. Полученные в ходе работы данные показывают, что большинство исследуемых образцов оказались гетерозиготными. Однако отмечены и гомозиготные формы. Так, сорт томата ‘Золотой дождь’ имеет только один фрагмент размером 250 пн, что соответствует рецессивной гомозиготе. У четырех генотипов выявлен фрагмент размером 300 пн, что соответствует доминантной гомозиготе. Проведенный молекулярно-генетический анализ позволил выявить ряд генотипов, которые рекомендованы в качестве источников устойчивости к кладоспориозу.
ОТЕЧЕСТВЕННАЯ СЕЛЕКЦИЯ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ
Актуальность. Хеномелес (Chaenomeles Lindl.) – популярная декоративная и сравнительно молодая плодовая культура. Генетическое разнообразие рода позволяет вести селекцию не только по этим двум направлениям, но и создавать сорта универсального типа. Для повышения эффективности селекционного процесса актуальным является разработка модели сорта, максимально сочетающего полезные качества в одном генотипе. Целью данной работы явилось определение критериев модели универсального сорта хеномелеса; отбор сортов, приближающихся к модели по основным хозяйственно ценным признакам; а также определение взаимосвязи между этими признаками.
Объекты и методы. Для исследования были отобраны 21 наиболее ценный сорт и форма хеномелеса из коллекции Никитского ботанического сада. Сравнительную оценку с моделью сорта проводили методом кластерного анализа, определение взаимосвязей признаков – методом корреляционного анализа.
Результаты и выводы. Для сортов хеномелеса универсального (декоративного и плодового) назначения определены критерии модели сорта по 27 признакам. По комплексу признаков наиболее близкими к модели универсального сорта (4,44 ед. евклидова расстояния) оказались семь генотипов: ПХ4/9 (4,25 ед.), ‘Самурай ’ (4,15 ед.), ‘Аракс’ (4,01 ед.), ‘Африканыч’, ‘Шатенка’ (3,9 ед.), ‘Красавица Мадлен’ и ‘Розмари’ (3,7 ед.). Выявлена различная степень корреляции между 17 основными признаками. Наиболее сильная связь установлена между началом и продолжительностью цветения (r = –0,9), между началом цветения и длительностью периода покоя (r = 0,91), между продолжительностью цветения и периода покоя (r = –0,82), между диаметром венчика, оригинальностью цветка (r = 0,83) и общей декоративностью куста (r = 0,86). Тенденция к зависимости отмечена для 12 пар признаков (r = 0,46–0,61).
СИСТЕМАТИКА, ФИЛОГЕНИЯ И ГЕОГРАФИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ
Актуальность. Конечной целью изучения любой флоры является выяснение истории становления видового многообразия исследуемого региона, определения степени его самобытности и флористических связей с другими территориями. В результате анализа ареалов таксонов устанавливаются генетические группы и выясняются закономерности формирования флоры.
Материал и методика. Типы ареалов выделяли на основе концепции фитохорионов Н. Н. Портениера. В качестве практической основы использовали флористическое районирование А. Л. Тахтаджяна, Л. И. Малышева и Р. В. Камелина. Было заложено и обследовано 26 локальных флор (ЛФ): по пять в Ачинской и Красноярской лесостепях, 16 – в Канской . Территория среднесибирских лесостепей входит в Алтае-Енисейскую оро-гемибореальную провинцию. Наименования географических элементов были составлены из названий нескольких фитохорионов, в которых они были зарегистрированы.
Результаты и выводы. Согласно концепции фитохорионов предполагается соответствие распространения видов флоры ботанико-географическому районированию Земли. Локальные флоры представляют основное разнообразие парциальных флор в окрестностях географических пунктов, так как изучение ЛФ предполагает выявление всего разнообразия экотопов, списочного состава видов каждого типа экотопа. В составе сибирского географического элемента бореальной группы выделено 10 типов ареалов по названиям подобластей и провинций (154 вида, 11,12%): Аркто-Сибирский , Западносибирско-Северо-восточносибирский , Западносибирско-Алтае-Енисейско-Восточносибирский , Западносибирско-Алтае-Енисейско-Байкальский , Западносибирско-Алтае-Енисейский , Алтае-Енисейский , Алтае-Енисейско-Байкальский , Аркто-Алтае Енисейско-Байкальский , Алтае-Енисейско-Северо-восточносибирский , Алтае-Енисейско-Восточносибирский . Типы ареалов объединены в четыре более крупные подгруппы – собственно сибирскую, западносибирскую, среднесибирскую, восточносибирскую. Во всех трех лесостепях сибирский географический элемент занимает третье место после евросибирского и циркумбореального. Сибирские элементы во флоре среднесибирских лесостепей составляют 11%, среди которых преобладают среднесибирские – 4,4% (61 вид), что связано с географическим положением флоры. Доля собственно сибирских видов составляет 3,25% (45 видов), затем следуют восточносибирские виды (2,24%, 31 вид) и западносибирские (1,23%, 17 видов).
Актуальность. Исследуемая на территории Челябинской области интродукционная популяция Prunus pumila L. имеет естественный ареал на территории Северной Америки. Изменчивость интродукционной популяции, вызванная действием естественных в новых местообитаниях почвенно-климатических факторов, представляет научный интерес.
Материал и методы. Изучение изменчивости проведено на объеме выборки 197 растений P. pumila. Описание морфологических признаков проведено в соответствии с атласами по описательной морфологии семени и плода с некоторыми уточнениями особенностей, присущих семейству Prunoideae Focke. Для расчета доверительного интервала средних значений использовался критерий надежности t2 = 2,576. Cтепень варьирования признаков оценивали в соответствии со шкалой С. А. Мамаева.
Результаты и заключение. Средняя масса плода – 2,49±0,11 г и варьирует от 1,25 до 5,15 г. Средняя масса косточки – 0,25±0,01 г. Из числа морфометрических признаков низкой изменчивостью (коэффициент вариации [V] 8–12%) обладают почти все линейные признаки величины плода и косточки. Из линейных признаков только длина плодоножки характеризуется средней изменчивостью (V = 13–20%). Масса косточки также обладает средней изменчивостью, а масса плода повышенной изменчивостью (V = 21–30%). Форма плода округлая (40,3%); реже овальная (20,9%), яйцевидная (20,9%), широкояйцевидная (9,7%), сердцевидная (6,1%) или эллиптическая (2,0%). Брюшной шов чаще едва заметен, реже средне (3,1%) и сильно выражен (1,0%). По цвету мякоти наблюдается полиморфизм. Обычно она зелено-розовая (72,8%). Форма косточки P. pumila эллипсовидная (38,1%) и округлая (34,0%); реже удлиненная (10,7%), яйцевидная (13,2%) обратнояй цевидная (4,1%). По форме косточка симметричная со стороны брюшного шва и боков, с боков чаще округлая. Форма верхушки косточки округлая (85,3%) или изредка тупо заостренная (15,7%), основание округлое (80,7%), нередко оттянутое (15,7%), реже слабо скошенное (3,6%). Структура поверхности косточки ровная (57,4%), нередко слабо ребристая (36,5%). Отмечено несколько случаев формирования ребристой поверхности косточки (6,1%). Таким образом, для интродукционной популяции характерен широкий полиморфизм морфологических признаков плода и косточки. Выявлено значительное увеличение морфометрических показателей, в частности величины плода и косточки в сравнении с таковыми для вида в естественных условиях, что может иметь особое значение для селекции. Для интродукционной популяции не выявлена веретеновидная форма косточки, свойственная разновидности depressa Pursh. в естественной флоре.
ИММУНИТЕТ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ
Актуальность. Эффективность гетерозисной селекции определяется обоснованным подбором лучших по комбинационной способности и селекционно ценным признакам линий. Наиболее полное использование потенциала изменчивости большинства признаков возможно при достаточно высоком уровне устойчивости к основным болезням и вредителям. Самая вредоносная болезнь кукурузы – пузырчатая головня (возбудитель – Ustilago zeae (Beckm.) Unger). Селекция устойчивых линий и гибридов кукурузы является наиболее рациональным, дешевым и экологически безопасным способом борьбы с заболеванием. Начальный этап селекционной работы – выявление форм, обладающих устойчивостью к патогену.
Материалы и методы. В 2017 г. на Кубанской опытной станции – филиале ВИР на естественном инфекционном фоне с использованием балловой шкалы изучили 594 образца шести основных подвидов Zea mays L. Метеорологические условия (ливневые осадки и перепады суточных температур) способствовали сильному поражению растений кукурузы патогеном.
Результаты и выводы. Симптомы заболевания не выявили у 173 образцов, 162 генотипа были поражены очень слабо. Наибольшее количество образцов кукурузы, устойчивых к заболеванию, отмечено в пределах subsp. indentata (Sturt.) Zhuk. (69,4% от числа изученных), subsp. everta (Sturt.) Zhuk. (69,2%) и subsp. semidentata (Sturt.) Zhuk. (66,7%); образцы subsp. amylacea (Sturt.) Zhuk. более других подвидов кукурузы восприимчивы к патогену. Слабо поражались преимущественно российские, европейские и североамериканские местные сорта и самоопыленные линии кукурузы, сильнее – образцы, поступившие в коллекцию ВИР из азиатского и южноамериканского регионов. После двухлетнего углубленного изучения выделенные формы могут быть рекомендованы для селекции на иммунитет.
Актуальность. Грибные болезни являются ключевой причиной ухудшения качества зерна и понижения урожая зерновых и зернофуражных культур. Сокращение посевных площадей и, как следствие, нарушение правил севооборотов, перенасыщение их зерновыми культурами, весенне-летние засухи содействуют массовому появлению и обширному распространению новых облигатных и факультативных заболеваний во всех регионах страны. Поэтому сейчас особо остро стоит вопрос о поиске разнообразных доноров и источников устойчивости.
Объект исследования − зерновки 41 образца овса из коллекции генетических ресурсов растений ВИР, полученные в 2016–2018 гг. в полевых севооборотах НИО генофонда Всероссийского селекционно-технологического института садоводства и питомниководства (ВСТИСП; п. Михнево, Ступинский р-н, Московская обл.). Выявление видового разнообразия микромицетов на зерне проводилось методом «влажных камер» Литвинова и световой микроскопии. Видовую принадлежность микромицетов определяли по определителям.
Результаты. Установлен преобладающий патокомплекс микромицетов на зерне овса в Московской области из родов: Alternaria (A. infectoria, A. tennuissima), Cladosporium (Cl. cladosporioides, Cl. herbarum) и Fusarium (F. avenaceum, F. culmorum, F. heterosporum, F. nivale var. nivale, F. oxysporum, F. poae, F. proliferatum, F. solani, F. sporotrichioides var. minus, F. tricintum).
Заключение. Выделены образцы, характеризовавшиеся наименьшей зараженностью фитопатогенами ‒ голозерный Местный (к-15290, Великобритания), пленчатые – ‘Буланый ’ (к-15277, РФ, Московская обл.) и ‘Закат’ (к-15384, Украина). Фузариевые грибы на данных образцах были представлены одним видом – F. avenaceum.
Актуальность. Селекция устой чивых сортов – эффективный способ борьбы с обыкновенной злаковой тлей Sсhizaphis graminum Rondani – экономически важным вредителем овса и других зерновых культур на юге России. Дифференциальное взаимодействие насекомого с растением-хозяином обусловливает необходимость постоянного поиска новых доноров устойчивости. Материалы и методы. По устойчивости к тле оценили 191 образец (преимущественно местные формы) из стран Кавказа (Армения, Азербайджан, Грузия), а также c Северного Кавказа РФ (Дагестан). В опытах использовали краснодарскую (Гулькевичский рай он) популяцию насекомого. В фазу двух листьев интактные растения единообразно заселяли тлями разных возрастов путем стряхивания насекомых. При гибели неустой чивого контроля (сорт ‘Borrus’) определяли степень поврежденности растений по шкале от 0 (нет повреждений ) до 10 (повреждено 91–100% листовой поверхности, гибель растений ). Растения с баллами 1–4 относили к устойчивым, 5–8 – к умеренно устойчивым, 9–10 – к восприимчивым.
Результаты и выводы. Выделили образец местного овса из Грузии к-4308, характеризующийся высокой устойчивостью к насекомому. Выявили также 38 гетерогенных по изученному признаку форм овса, большая часть которых дифференцированы на 2 фенотипических класса, а для 16 образцов характерен широкий спектр варьирования поврежденности растений. Удельная встречаемость устойчивых форм наиболее высока среди образцов местного овса из Азербайджана: два из пяти изученных образцов (40%) несут гены устойчивости с отчетливым фенотипическим проявлением, затем следуют образцы из Грузии (25%), Армении (17,3%) и Дагестана (13,8%). После отбора по устойчивости выделенные формы могут быть использованы в селекции на иммунитет.
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
Актуальность. Знание репродукционного потенциала растений имеет большое значение для возделывания картофеля в условиях Заполярья.
Материалы и методы: С 2008 по 2017 г. были изучены 1594 сорта картофеля различных сроков созревания, поступивших на Полярную опытную станцию – филиал ВИР. Оценку осуществляли по срокам прохождения фенологических фаз (всходы, бутонизация, цветение) и возможности формирования репродуктивных органов.
Результаты. Сорта разных групп спелости при одинаковой агротехнике начинают прорастать примерно в одно и то же время: от 0,2 дня (2010 г.) до 3,3 дня (2015 г.). Дальней шее прохождение фенологических фаз в условиях Заполярья зависит от среднесуточных температур воздуха и осадков. Появление массовых всходов наблюдали на 18,5 ± 2,9; фазу бутонизации – на 31,9 ± 4,7 – 43,0 ± 6,9 день от посадки; начало цветения приходится на 46,8 ± 4,9 – 57,5 ± 7,5 день от посадки. Продолжительность массового цветения охватывает период с конца июля до середины третьей декады августа. Для перехода растением картофеля с фазы бутонизации до фазы цветения/массового цветения необходима сумма эффективных температур за июль от 300°C. В процессе вегетации за все годы исследования 97% сортов по отношению к общему числу образцов коллекции были способны завязывать бутоны; 85,7% вступили в стадию цветения; 63,3% перешли в стадию массового цветения; 22,2% смогли завязать плоды (ягоды) от самоопыления. Самые благоприятные условия для завязывания ягод растениями картофеля от самоопыления складываются при сумме активных температур воздуха от 1170 до 1300°С (июнь – август) в сочетании с недостаточным обеспечением осадками. В естественных условиях Севера дефицит влагообеспеченности стимулирует растения быстрее и интенсивнее вступать в стадию цветения и завязывания плодов.
Заключение. Проведенное исследование позволило выявить оптимальные условия для завязывания плодов растением картофеля на Севере, а также пополнить данные по репродукционному потенциалу образцов картофеля из полевой коллекции сортов, возделываемых в условиях экстремального земледелия.
ISSN 2619-0982 (Online)